Dao động của động cơ D6BR, diezel 4 kỳ, 6 xilanh một dãy trên xe AERO TOWN

Tài liệu tham khảo Dao động của động cơ D6BR, diezel 4 kỳ, 6 xilanh một dãy trên xe AERO TOWN

Chơng 3 Dao động của động cơ D6BR, diezel 4kỳ, 6 xilanh 1 dãy

trên xe AERO TOWN 3.1 Đặt vấn đề:

Các nội dung đợc thực hiện cụ thể của chơng nhằm mục

đích xây dựng mô hình toán học và giải mô hình toán học.

Để xác định và đánh giá sự thay đổi của các đặc trng dao

động của động cơ một dãy 6 xilanh ,lắp đặt trên khung ô tô thông qua các gối đệm đàn hồi Động cơ đợc lựa chọn khảo sát

cụ thể, ở đây là động cơ.

3.2 Bố trí động cơ D6BR,diezel 4kỳ,6xilanh 1dãy trên khung xe AERO TOWN:

Bố trí động cơ trên khung ô tô đợc thể hiện nh hình vẽ 3.1

Hình 3.1 Bố trí động cơ D6BR trên khung xe AERO TOWN

Hình 3.2 Các chân máy trớc (a) và sau (b) của động cơ

1-Khung xe; 2- Động cơ; 3-Chân máy

Động cơ có 4 chân đế để lắp với khung thông qua các gối đệm cao su Kết cấu của các gối đệm cao su nh ở hình 3.2.

Mỗi gối đệm ,đệm cao su đợc cấu tạo thành 2 lớp giữa các lớp

có tấm thép mỏng ngăn cách, bọc ngoài là lớp cao su và lớp vỏ thép Với kết cấu nh vậy đảm bảo cho gối đệm vừa có khả năng chịu nén đàn hồi, vừa có khả năng biến dạng trợt, đồng thời có độ bền vững cao.

3.3 Xây dựng mô hình toán học:

3.3.1 Xây dựng mô hình động học:

Với bố trí động cơ trên khung ôtô và kết cấu của các gối

đệm đàn hồi ở các chân đế của động cơ nh đã trình bày ở mục 3.2, có thể xây đựng mô hình động học dao động của

động cơ trên các gối treo đàn hồi nh ở hình vẽ 3.3

Mô hình này phản ánh động cơ có 6 bậc tự do , 3 bậc tự

do cho phép động cơ chuyển dịch tơng đối theo các trục ox(X), oy(Y),oz(Z), 3 bậc tự do cho phép động cơ quay lệch quanh các trục ox(), oy(),oz().

Hình 3.3 : Mô hình động học dao động của động cơ

3.3.2 Xây dựng hệ thống các ph ơng trình dao động của động cơ:

a Trờng hợp tổng quát:

Trong quá trình làm việc cả khi ô tô dừng cũng nh khi ô tô chuyển động trên đờng, luôn chịu các yếu tố kích thích phát sinh từ bản thân của động cơ, từ ô tô và cả sự mấp mô của mặt đờng, nên quá trình dao động của động cơ luôn luôn là quá trình dao động cỡng bức.

áp dụng phơng trình Lagrang loại 2, có thể xây dựng

M là ma trận cột biểu thị hệ số của các đạo hàm bậc 2 của các toạ độ tổng quát:

(3.2)

ở đây :

m là khối lợng động cơ,

Jx, Jy, Jz là các mô men quán tính khối lợng của động cơ

đối với các trục ox, oy, oz, (hình 3.3).

A là ma trận độ cứng của hệ treo động cơ , ma trận 6 cấp

(3.3)

Các phần tử của ma trận a đợc xác định trực tiếp từ việc tính toán thế năng của hệ:

(3.4)

Thế năng của hệ :

(3.5) Trong biểu thức (3.5) : là độ cứng của gối tựa

là biến dạng của các gối tựa

(3.9)

Trong đó :

là ma trận chuyển vị của ma trận C, ở ma trận này hàng các phần tử của nó chính là cột các phần

tử của ma trận C.

là ma trận chéo, các phần tử của nó là các hệ số cản giảm chấn của hệ treo động cơ là ma trận cấp 6:

Hoặc ma trận B có thể xác định :

3.4 Dao động c ỡng bức của động cơ trong tr ờng hợp riêng:

3.4.1 Đặt vấn đề và các giả thiết:

Ngoài các giả thiết sử dụng ở trờng hợp tổng quát, ở

đây giả thiết rằng dao động của động cơ trên hệ treo trong các mặt phẳng oxy,oxz,ozy là độc lập, sự bố trí các chân đế (gối tựa đàn hồi) là đối xứng qua trục ox, oy.

Với thời gian có hạn, ở đây chỉ khảo sát dao động của động cơ trong mặt phẳng oyz (dao động trong mặt phẳng ngangchửa trọng tâm của động cơ và yếu tố kích thích là do lực khí thể, lực ly tâm phát sinh trong xi lanh của động cơ ),ở

điều kiện đó theo quá trình làm việc động cơ bị dao động cỡng bức, với chuyển vị của động cơ theo phơng z,dao động góc ngang ψ quan trục ox.

3.4.2 H ệ ph ơng trình dao động :

Với các giả thiết và điều kiện khảo sát cụ thể nh trình bầy ở trên, từ hệ thống phơng trình dao động ở trờng hợp tổng quát,viết dới hệ phơng trình dao động cỡng bức của động cơ trên các gối tựa đàn hồi liên kết với khung ôtô.

( 3.15)

trong hệ phơng trình này, vì hệ treo đợc bố trí đối xứng nên

Kc = Cc = 0 do vậy(3.18) có dạng đơn giản

( 3.16)

trong hệ phơng tình (3.19)

là hệ số cản giảm chấn tổng củấcc gối tựa theo phơng

oz, theo góc quay ngang của động cơ

cz,cψ là độ cứng tổng theo phơng oz, theo góc quay ngang của

- Hệ số cản giảm chấn theo phơng oz quy dẫn

- Tần số dao động riêng theo phơng oz’ của động cơ trên hệ treo

- Hệ số cản giảm chấn theo phơng chuyển vị quy dẫn

- Tần số dao động riêng theo chuyển vị góc ngang của động cơ

trên hệ treo

Thay thế các biểu thức này vào (3.19)

(3.18)

Các phơng trình trong (3.18) là độc lập, do vậy có thể giải

để tìm nghiệm riêng rẽ cho từng phơng trình

tựa ở các chân đế động cơ, lực tác động nên các gối chỉ do các lực cản ma sát ,phát sinh trong các bề mặt chuyển động t-

ơng đối của các chi tiết , bộ phận động cơ ,các lực dẫn động các thiết bịđồng bộ của động cơ nh dẫn động máy phát

điện, dẫn động máy nén khí, trọng lợng của bản thân động cơ

Với thời gian có hạn , ở đây chỉ xét yếu tố kích thích là lực cản ma sát phát sinh do lực tổng hợp của lực khí thể và các quán tính và trọng lợng của bản thân động cơ s dụng kết quả chong 2 có:

Nh kết quả ở chơng 2,mômen nghiêng kích thích dao động

động cơ 4kỳ, 6xilanh, thẳng hàng đợc tính theo biểu thức sau :

(3.26) Trong các biểu thức (3.25) và (3.26) có:

3.4.5 Giải ph ơng trình dao động góc ngang của

động cơ:

Từ (3.21) và (3.28) có phơng trình dao động góc ngang xoay quanh trục ox của động cơ :

(3.27)

Thực hiện phép giải phơng trình vi phân cấp 2 tuyến tính không thuần nhất này, ta sẽ nhận đợc nghiệm sau:

Từ kết quả trên, ta vẽ đợc đồ thị dao động và chuyển vị của

động cơ so với khung xe:

Quy luật chuyển vị thẳng đứng,dao động ngang của

động cơ phụ thuộc vào tốc độ quay của trục khuỷu động cơ

là tơng t nh ở các tài liệu khoa học dã đợc công bố Giá trị chuyển dịch thẳng đứng và chuyển vị góc ngang trong điều kiện khảo sát so với tiêc chuẩn hiện hành là cho phép Hiện tợng dao động cộng hởng xảy ra ở tốc độ vòng quay trục khuỷu khoảng từ 1200 vòng/phút và 2800 vòng/phút.